全球即時看！【這些文化遺存現今的模樣?】從珠算到量子計算，中國續寫計算輝煌

2023-05-17 11:35:21來源：光明網-《光明日報》

【這些文化遺存現今的模樣?】

光明日報記者馬姍姍常河

上點年紀的中國人，少有沒撥過算盤的。

(資料圖)

它是中國古代的一項重要發明，在阿拉伯數字出現之前曾被人們廣為使用的一種計算工具。人們往往把算盤的發明與中國古代四大發明相提并論，認為算盤也是中華民族對人類的一大貢獻。諾貝爾經濟學獎得主、“歐元之父”羅伯特·蒙代爾曾評價：“珠算是改變歐美國家數學基礎教育的一個突破點！”

“九章二號”量子計算原型機。中國科學技術大學供圖

小小算盤，緣何這般神奇？安徽省黃山市珠算心算協會會長汪素秋的介紹頗為專業：“是因為它的算法原理。人類社會早期算力有限，古羅馬只有7個數字符號，古巴比倫和古瑪雅分別采用20位制和60位制，計數困難，運算煩瑣。珠算，采用的是中國古人發明的‘五升十進制’，計數簡便、運算快捷，拿過一把算盤，‘隨手撥珠便成答案’。”

中國人又是何時開始使用算盤的呢？這一問題，至今仍眾說紛紜。

清代數學家梅啟照等人認為，算盤起源于我國的東漢、南北朝時期。其依據是，東漢數學家徐岳曾寫過一部《數術記遺》，其中著錄了14種算法，第13種即稱“珠算”，并說：“珠算，控帶四時，經緯三才。”

宋元時期，隨著商業興盛，算盤廣泛使用。北宋張擇端的《清明上河圖》中，“趙太丞家”藥店柜臺上就放著一把算盤。宋末元初詩人劉因特別以《算盤》為題賦五言絕句：“不作翁商舞，休停餅氏歌。執籌仍蔽簏，辛苦欲如何。”15世紀，珠算流入日本、朝鮮及東南亞各國，對世界數學發展產生重要影響。

“算盤被聯合國教科文組織評價為‘世界上最古老的計算機’。在2007年英國《獨立報》評選的‘改變世界的101項小發明’中，中國算盤位居第一！珠算對左右腦開發特別有幫助，在珠算基礎上進行心算，還能鍛煉記憶力。”汪素秋邀請記者到她任教的黃山市屯溪區大位小學實地一看。

一進教學樓，耳畔便傳來“大珠小珠落玉盤”的悅耳聲——這是珠算傳習班在上課。

推開門，幾十個六七歲的孩子，人手一把木框算盤，用小手靈巧地撥動著算珠，口里念著口訣：“一上一，二上二，三下五除二，四去六進一……”

“怎么樣，來場比賽如何？你們用計算器，孩子們用珠心算。”汪素秋發出“挑戰”。

考題隨機給出：“665+223-675+566-253。”話音剛落，學生們異口同聲：“526！”而此時，我們按動計算器的手還沒停，只能當場認輸。

“大位小學”的名字，是為了紀念古代珠算的集大成者程大位。汪素秋的另一身份，是國家級非物質文化遺產珠算（程大位珠算法）的代表性傳承人。

學校不遠處一座舊式民居，便是程大位故居。故居展陳，講述了這位明代“珠算宗師”的傳奇——

1533年出生的程大位天資聰穎，年輕時遍訪名師，搜集古今算書。40歲后，潛心研究珠算算法，孜孜矻矻二十年，著成《新編直指算法統宗》，詳述珠算規則，完善算盤用法、珠算口訣，還集納了古代流傳的近600道數學難題及解題方法。

“書中多用歌訣出題，簡明有趣，讓艱澀難懂的算書一躍成為暢銷書，‘一時紙價騰貴，坊間市利，競相翻刻’。”故居講解員程雪梅娓娓道來，“當時，‘海內握算持籌之士，莫不家藏一編，若業制舉者之于四子書、五經義，翕然奉以為宗。’”

時代在進步，“珠算”的后人們，在繼承、發揚計算方面自然不甘落后。新中國成立后，珠算在我國經濟社會發展中屢立奇功。諸多“大國重器”的起步階段，都曾靠珠算助力。

汪素秋在為大位小學學生上珠算課。王珊攝/光明圖片

上世紀50年代，我國著手原子彈研制。當時國內只有手搖計算機和兩臺104型計算機，很多數據無法及時計算，遲滯了整個研制進程。為此，科學家們橫下一條心：“就算用算盤打，也要把原子彈打出來！”于是，一把把算盤、一柄柄計算尺，成為計算機運算的重要補充。

“珠算不僅是一項古老技能，更蘊藏著中國特有的計算智慧，反映出中國人對精度、速度的追求。如今，‘中國計算’的魅力仍生生不息！用珠算改變世界的中國人，今天正一步步走向超級計算的星辰大海。”汪素秋說。

上世紀70年代，世界超級計算機問世，在中長期天氣預報、基因分析、航空航天、核爆模擬等領域大顯身手。面對西方國家技術封鎖，我國于1978年啟動相關研制工程。經過研發團隊不斷攻關，實現關鍵技術突破，1983年底，我國首臺億次超級計算機“銀河-Ⅰ”研制成功，使我國成為當時世界上少數幾個能獨立設計和制造超級計算機的國家。

進入21世紀，“天河”“神威”等超級計算機，更多次在超算大賽上奪得桂冠。

2020年12月，我國在計算領域再獲重大突破。中科院院士、中國科學技術大學教授潘建偉等人，成功構建76個光子的量子計算原型機，取名“九章”，以紀念中國古代數學專著《九章算術》。

在合肥微尺度物質科學國家研究中心，我們見到了這個“寶貝”——實驗桌上，兩個通過光纖連接起來的長3米寬1.5米的不起眼“盒子”，里面密布光學元器件。

“一個用來產生光源，另一個進行干涉，把光信號變成電信號，再引到隔壁的探測器進行分析。”中科大博士鐘翰森介紹。

“九章”使我國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。

有多“優越”？潘建偉介紹：“比如，‘九章’處理高斯玻色取樣的速度比當時世界最快的超級計算機‘富岳’還快100萬億倍！也就是說，2020年，求解5000萬個樣本的高斯玻色取樣時，‘富岳’需6億年，而‘九章’只需200秒！”

發表這一重大科研成果的《科學》雜志審稿人評價：這是“一個最先進的實驗”；美國麻省理工學院教授德克·英格倫認為，這是“一個劃時代的成果”。

“量子計算機在原理上具有超快的并行計算能力，可望通過特定算法在密碼破譯、大數據優化、材料設計、藥物分析等領域，提供比傳統計算機更強的算力支持。”潘建偉說。

“九章”構建后不到一年，升級版“九章二號”再次刷新國際光量子操縱的技術水平，其處理特定問題比目前全球最快的超級計算機快億億億倍！

“世間六藝任紛紛，算乃人之根本。知書不知算法，如臨暗室昏昏。”在《新編直指算法統宗》前言中，程大位曾這樣暢言計算的意義。

從珠算到超算，再到量子計算，“中國計算”的輝煌仍在繼續！

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